乍一看，食品和可再生能源似乎是两个不同的世界。
但是，用于种植粮食的土地和用于生产“绿色”燃料的土地之间越来越重叠，甚至存在竞争。
尤其现在合成生物学现在用红薯、玉米、甘蔗等做为原材料，越来越多的粮食被用于工业用途。
当前，世界上大约 7% 的农作物和 8% 的农业用地用于生物燃料生产。
从这个角度来看，仅在欧洲，用于种植生物燃料的土地就占地 960 万公顷，比爱尔兰还大。
此外，世界上很大一部分粮食资源被重新用于燃料：全球 18% 的植物油被转化为生物柴油，而世界上 10% 的谷物被转化为乙醇与汽油混合燃料。
近日，有海外媒体讨论了生物燃料引发的粮食危机，以及其巨大的间接影响。
随着全球食品价格的上涨，我们真的应该将必要的粮食作物转化为燃料吗？
生物燃料是什么？
生物燃料到底是什么，它们是如何制造的？
生物燃料是由天然、可再生材料（如植物或其他生物质）制成的燃料。
两种最著名的生物燃料类型是乙醇（或生物乙醇）和生物柴油。乙醇（或生物乙醇）是一种通过发酵玉米、甘蔗和小麦等农作物的糖和淀粉制成的醇。
自 19 世纪初以来，它一直被用作燃料，最初用于灯，后来用于发动机，取代鲸油为农业机械和汽车提供照明和动力，直到 20 世纪开始大规模使用石油。
另一方面，生物柴油是一种由油和脂肪制成的可再生燃料，例如菜籽油、废弃食用油，甚至动物脂肪。
它主要由 FAMEs（脂肪酸甲基酯）组成，这些化学物质是油或脂肪经过处理以使其作为燃料有效燃烧时产生的化学物质。
生物燃料的吸引力部分在于其“碳中和”——用于生物燃料的植物在生长过程中会吸收二氧化碳，这可以抵消生物燃料燃烧时释放的排放。
如果生物燃料是天然和可再生的，那么有什么收获呢？
当生物燃料首次推出时，它们被誉为减少温室气体排放、支持能源独立并为农民提供新市场机会的革命性方法。
但生物燃料并不是一个完美的解决方案。
在 2000 年代初期，巴西等国家设定了雄心勃勃的目标，例如使用甘蔗衍生的乙醇作为主要能源。巴西的目标是通过依赖本土生物燃料来减少化石燃料的进口。
自 2000 年代以来，甘蔗单一种植已经取代了巴西的数公顷森林来生产乙醇，依靠临时雇用的未注册农村工人进行收割。
生物燃料的意外后果
“如果食物被用来为汽车提供动力、发电或为家庭供暖，要么必须从人类的嘴里抢走，要么必须从地球表面抢走生态系统。”
换句话说，将粮食作物转化为燃料有很大的缺点，特别是在食品价格和土地使用方面。
首先，生物燃会导致食品价格上涨。
例如，在墨西哥，美国玉米是制作玉米饼的主食。但是，当更多的玉米被重新用于生物燃料生产时，玉米饼价格飙升，影响了依赖这种负担得起的主食的低收入社区。
而且这种问题越来越严重。
2022 年的一项研究发现，到 2030 年，全球 10 种主要作物的收成中只有 29% 可能在其种植国作为食物消费，低于 1960 年代的约 51%。
该研究进一步预测，这些作物中约有 16% 将用于牲畜饲料，而越来越多的份额分配给工业用途，包括生物燃料。
全球中产阶级正在壮大，这加剧了这个问题。
随着收入的增加，越来越多的人寻求动物性产品、方便的加工食品以及来自农作物的工业产品，如生物燃料、生物塑料和药品。
这些趋势影响了粮食安全，因为现在许多作物是专门为出口、加工和工业目的而培育的，而不是直接消费。例如，在美国，种植的玉米中只有不到 1% 是甜玉米，我们吃的是新鲜、罐头或冷冻的那种玉米。
大部分玉米是“大田玉米”，用于生物燃料、动物饲料和食品添加剂——这表明农业如何转变为支持食品以外的行业。
生物燃料真的对气候更好吗？
我们这个时代面临的最大挑战之一是从高排放的化石燃料转向可持续的低碳能源。
这一挑战在运输领域尤其严峻。
清洁技术的选择有限，消费者需求范围广泛，并且有严格的质量标准，尤其是对于喷气燃料等燃料。
许多人认为，生物燃料提供了一种可再生的替代品，它由生物材料制成，而不是汽油和柴油等化石燃料。
虽然生物燃料在理论上可能碳密集度较低，但在实践中并非总是如此。
例如，在巴西，热带雨林等自然生态系统已被砍伐，为生物燃料作物让路，释放出大量储存的碳。
加州大学伯克利分校的 Dan Kammen 教授发现，当我们考虑到这种“间接土地使用”影响时，生物燃料对环境的影响可能与化石燃料一样糟糕，有时甚至更糟糕。
生物燃料最令人不安的影响之一是它们通过推动富含碳的森林、湿地和草原转变为农田而导致温室气体排放。
农业的扩张侵蚀了自然空间，减少了吸收碳和支持生物多样性的土地。
生物燃料下一步是什么？
各种生物燃料的可持续性差异很大，具体取决于来源材料和生产方式。
不同类型的生物燃料被分为“世代”，每一代都由用于制造它们的材料和技术定义。
第一代生物燃料使用玉米和甘蔗等粮食作物。
而第二代生物燃料由农业废弃物和残留物等材料制成，从而降低了碳足迹并减少了对环境的影响。
一些燃料供应商已经开始强调他们在加油站使用第二代生物燃料，通常将其贴上“可再生柴油”、“HVO（加氢植物油）”或“来自废物和残留物的生物燃料”的标签。
源自藻类的第三代生物燃料仍处于实验阶段，对其整体环境足迹提出了一些问题。与此同时，第四代生物燃料包括人工光合作用等创新技术，旨在进一步提高能源效率和可持续性。
虽然这些替代品前景广阔，但它们在成本和可扩展性方面面临重大挑战，而且它们仍然只占全球生物燃料生产的一小部分。
那么，生物燃料下一步是什么？
在世界范围内，各国对生物燃料采取了不同的立场。
在欧洲，出于粮食安全考虑，英国和德国正在考虑缩减生物燃料生产，而美国仍然致力于生物燃料。
这种支持在一定程度上是出于政治原因：美国农民获得生物燃料作物的补贴，而生物燃料有助于减少美国对石油进口的依赖。
然而，由于各国在政策上可能做出分歧，想要做出更可持续选择的消费者可能会在可用的情况下选择第二代生物燃料。
与第一代生物燃料不同，第一代生物燃料依赖于粮食作物，可能会加剧粮食不安全和土地使用冲突，而第二代生物燃料则由农业废弃物、残留物和非食品材料制成。
这不仅减轻了食品系统的压力，而且通过利用原本会被浪费的副产品，最大限度地减少了对环境的影响。